Cromatografia în chimie Schülerlexikon Lernhelfer
Metodele cromatigrafice sunt utilizate pentru a separa amestecurile de substanțe și pentru analize calitative și cantitative. Metodele moderne de analiză cromatografică sunt utilizate pentru a detecta cele mai mici cantități de substanțe în criminalistică, analize de mediu, farmacie și analize doping.
Cele mai importante metode cromatografice sunt hârtia, stratul subțire, coloana și cromatografia gazoasă.
Amestecuri omogene și eterogene
#Amestecare #amestecuri #separate # substanță pură #amestec de substanțe
Metode de separare cromatografică - o privire de ansamblu
Cromatografia este un proces fizic de separare a substanțelor, în care separarea se bazează pe distribuția diferită între o fază staționară și o fază mobilă, care nu sunt miscibile între ele.
Toate tipurile de cromatografie au în comun faptul că amestecul de substanțe care trebuie analizat constă într-o fază mobilă (mobilă), de ex. B. un solvent, este adăugat și transportat într-o fază de repaus (staționară). Datorită interacțiunilor lor diferite cu faza mobilă și faza staționară, componentele fie trec în faza staționară, fie rămân în faza mobilă. Efectul de separare se bazează pe procese de adsorbție, schimb și distribuție care se influențează reciproc și pe diferitele proprietăți materiale ale analitului.
Polaritatea fazelor individuale și a substanțelor de analizat este de o importanță deosebită pentru adsorbția componentelor individuale ale analitului pe faza staționară. Un analit polar este legat de o fază staționară polară mult mai puternic decât un analit nepolar. Deci va părăsi faza staționară mai târziu decât componentele mai nepolare ale amestecului de probă. Fazele staționare polare conțin elemente structurale speciale, cum ar fi grupările OH, pe care se atașează particulele polare.
Cromatograma (Fig. 1) este rezultatul separării care, în funcție de tipul de cromatografie, este disponibil pe hârtie, pe o placă cu strat subțire sau sub forma unei diagrame realizate din valori măsurate.
Cele mai importante metode de analiză cromatografică sunt:
- Cromatografia pe hârtie
- Cromatografia în strat subțire
- cromatografie clasică pe coloană (cu fază mobilă lichidă, cromatografie lichidă - LC)
- HPLC (cromatografie lichidă de înaltă performanță)
- Cromatografia gazoasă
Cromatografia pe hârtie
În acest proces de separare, hârtia specială de cromatografie este utilizată ca fază staționară și apă, adesea amestecată cu alte lichide, ca agent de curgere. Tehnicile de lucru utilizate, de ex. B. Dezvoltarea cromatogramelor etc. sunt foarte asemănătoare cu cromatografia în strat subțire. Acest lucru a înlocuit aproape complet cromatografia pe hârtie în laboratoarele chimice.
O cromatogramă de hârtie în care componentele individuale de culoare au fost transportate către exterior la diferite distanțe.
Cromatografia în strat subțire
Cromatografia în strat subțire este un proces cromatografic în care un amestec de solvenți ca fază mobilă (fază mobilă) migrează peste un absorbant (fază staționară), transportând substanțele și amestecurile care urmează să fie examinate la diferite niveluri și separându-le unele de altele.
Faza staționară este un strat subțire, de ex. B. celuloză, poliamidă sau silicagel care a fost aplicată pe plăci de sticlă, plastic sau aluminiu.
Amestecurile de substanțe care trebuie examinate se aplică punctiform pe o linie de pornire de la poalele plăcii de cromatografie folosind capilare.
Solventul (faza mobilă) este transportat de-a lungul fazei staționare subțiri prin forțe capilare. Viteza de migrare a substanțelor dizolvate este mai mică, cu atât adsorbția este mai puternică pe faza staționară
Ca rezultat al separării, se obține o cromatogramă cu mai multe pete de substanță pe placa cu strat subțire.
Substanțele individuale A și B pot fi identificate prin valoarea Rf dacă acest lucru este de acord cu o substanță de referință. Acest factor de retenție sau factor de retenție Rf corespunde raportului dintre distanța de migrare a substanței și distanța de migrare a superplasticizantului. Poate lua valori între 0 și 1.
Deoarece valoarea Rf este influențată de mai mult de 20 de parametri, nu este adecvată ca constantă specifică substanței. Prin urmare, în cromatografia în strat subțire, substanțele de referință trebuie aplicate întotdeauna pentru a identifica componentele.
Separarea are succes, însă, dacă valorile Rf ale substanțelor care trebuie separate sunt suficient de îndepărtate.
Cromatografia în strat subțire permite separarea multor amestecuri de substanțe într-un timp scurt, cu echipamente reduse. Cu ajutorul luminii UV sau a fluorescenței adecvate și a reactivilor de pulverizare, majoritatea compușilor organici nu numai că pot fi separați, ci și vizibili. Cu toate acestea, este rar folosit pentru analiza cantitativă, deoarece determinarea proporției componentelor A și B din mărimea petelor substanței nu este foarte precisă.
Cromatografie pe coloană
În cromatografia pe coloană, faza staționară solidă este umplută într-un tub lung, în mare parte vertical, numit coloană. Amestecul care trebuie separat este plasat deasupra coloanei și curge prin coloană cu faza mobilă lichidă ca rezultat al gravitației sau antrenat de o pompă.
În funcție de diametrul coloanei, dimensiunea particulelor fazei staționare și presiunea de lucru, se face distincția între cromatografia clasică pe coloană și cromatografia lichidă modernă de înaltă performanță.
În HPLC, dimensiunea particulelor din faza staționară este semnificativ mai mică decât în cromatografia clasică pe coloană. Acest lucru mărește suprafața disponibilă a fazei staționare și îmbunătățește semnificativ eficiența de separare a coloanei. În acest fel, puteți utiliza HPLC pentru a separa amestecurile de substanțe în cazul în care cromatografia pe coloană simplă eșuează. Cu toate acestea, particulele mai mici sunt atât de strânse încât faza mobilă trebuie pompată prin coloană cu o pompă specială. Ca rezultat, faza mobilă trece coloana HPLC mai repede și analiza are loc într-un timp mai scurt decât cu cromatografia clasică pe coloană (Fig. 3).
Întârzierea cu care un analit trece distanța de separare între injector și detector se numește timpul de reținere. Dacă acest timp este diferit pentru toate componentele unui amestec de substanțe, atunci separarea are succes. Concentrația substanțelor din amestec poate fi determinată chiar din zona semnalului cromatografic (vârf).
Cu HPLC, se poate realiza o analiză cantitativă foarte precisă și fiabilă, care poate fi automatizată și utilizată în multe scopuri analitice.
Chiar și urmele de dioxine pot fi detectate în probele de sol sau în alimente. Concentrația de agenți dopanți precum eritropoietina (EPO) în sângele sportivilor este, de asemenea, determinată utilizând HPLC.
Metoda are, de asemenea, multe aplicații în analiza medicamentelor. Unul examinează z. B. îmbătrânirea Aspirin® prin analiza cromatografică a raportului dintre acidul acetilsalicilic și acidul salicilic.